随着特高压交直流混联电网与风光储等新型电源项目建设的持续推进，我国电网的复杂性日益增强，系统转动惯量持续下降，网源协调难度不断加大，这对作为发电主力的汽轮机组的涉网控制提出了更高的要求。近年来，因特高压直流闭锁、网内机组一次调频不合格等原因，各地电网频率波动现象多发，多台汽轮机组也出现了因功率变送器信号畸变而导致的汽门快控功能误动问题，汽轮发电机组参与的电力系统低频强迫振荡事件时有发生，机组与电网的运行安全受到严重威胁。

这些问题涉及到汽轮发电机组一次调频稳定性、功率信号测量准确性以及低频强迫振荡判别与抑制等方面，解决的难点在于如何满足一次调频要求的同时兼顾经济性、如何准确捕获电网故障信息并快速完成精确控制。项目从机务角度研究实现汽轮机组的涉网精准控制的方法，主要创新成果如下：

1、提出了一种汽轮机局部转速不等率的计算方法，实现了流量特性控制非线性点的精确定位与优化。

2、完成了基于汽轮机调节阀压损变化的机组一次调频能力在线评估，得到了一次调频能力与经济代价的定量关系，构建了兼顾一次调频准确性与经济性要求的变阀位滑压运行策略，优化了汽轮机调速系统仿真控制模型，提高了一次调频的稳定性与准确性。

3、发明了一种发电机功率测量方法，研制了智能功率变送装置，将功率变送器的时间常数由250ms以上降低至40ms以下，提高了功率测量的准确性和抗干扰性；优化了汽门快控逻辑，彻底解决了大型汽轮机组汽门快控功能频繁误动的问题。

4、揭示了低频振荡时汽轮机转速与网频之间变化的关联规律，提出了汽轮机低频强迫振荡的快速判别方法及防范控制措施，实现了从机组侧快速平息振荡，提高了机组与电网运行的安全性。

图1-项目研制的智能功率变送装置现场使用示意图

项目成果已应用于多台大型汽轮发电机组，成功解决了浙江北仑、嘉华等电厂多台机组一次调频能力不稳定的问题；智能功率变送装置在大唐吕四港电厂成功防止了一起汽门快控功能误动事件，目前已在国内外500多台机组上成功应用。产生直接经济效益1.6亿元，间接经济效益2.7亿元。为政府部门制定相应调频补偿政策提供依据，推动了汽轮机控制领域装置制造的产业升级。